自动分拣筒控制器的制作方法

1.本发明涉及电机控制技术领域，具体是自动分拣筒控制器。


背景技术：

2.滚筒式分拣机大量运用在物流、生成、加工等领域中，滚筒式分拣设备的原理是利用电机带动滚筒，利用转动的滚筒实现分拣功能。因此，电机的准确控制对于分拣筒十分重要。
3.但是现有的电机控制器一般采用集成电路，成本较高。但是使用一般的模拟电路控制精度较低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供自动分拣筒控制器，能够精确控制滚筒式分拣器内部电机的运动，从而提供分拣设备的控制精确度。
5.本发明的自动分拣筒控制器，包括主控mcu、电机控制电路、多路信号反馈电路和电压采样电路；
6.电机控制电路包括多路信号放大电路和半桥电路，信号放大电路包括多个级联的三极管，三极管与主控mcu的引脚连接用于放大引脚输出电平；信号放大电路的输出端与半桥电路连接，半桥电路与电机的端子连接；
7.信号反馈电路通过运算放大器采集信号放大电路中的电压信号并输出至主控mcu中；
8.电压采样电路采集电子的端子电压并输出至主控mcu中。
9.进一步地，还包括rs485串口模块，rs485串口包括485收发器，485收发器与所述主控mcu通过uart串口连接。
10.进一步地，所述信号放大电路包括三组高侧输出电路和低侧输出电路；
11.高侧输出电路包括第一三极管、第二三极管和第三三极管，第一三极管为npn三极管，第二三极管和第三三极管为pnp三极管；第一三极管的基极串接电阻后与所述主控mcu的引脚连接，第一三极管的集电极与第二电机管的基极连接同时串接电阻后与外部电源连接，第一三极管分发射极接地；第二三极管的发射极与外部电源连接，第二三极管的集电极串接二极管和电阻后作为高侧输出端与所述半桥电路的其中一个mos管的栅极连接；第三三极管的基极与第二三极管的集电极连接，第三三极管的发射极串接电阻后与连接至高侧输出端，第三三极管的集电极连连接至半桥电路的中点；第二三极管的发射极通过极性电容与第三三极管的集电极连接；
12.低侧输出电路包括第四三极管、第五三极管和第六三极管，第四三极管和第六三极管为npn三极管，第五三极管为pnp三极管；第四三极管的基极外接电源，第四三极管的发射极串接电阻后与所述主控mcu的引脚连接，第四三极管的集电极与第五三极管的基极和电源连接；第五三极管的发射极外接电源，第五三极管的集电极串接电阻后作为低侧输出
端与所述半桥电路的另一个mos管的栅极连接；第六三极管的基极连接至所述主控mcu对应的引脚上，第六三极管的集电极串接电阻后连接至低侧输出端，第六三极管的发射极接地。
13.进一步地，所述信号反馈电路中的运算放大器的输入端与所述半桥电路的中点连接，运算放大器的输出端与所述主控mcu连接。
14.进一步地，所述电压采样电路的输入端与所述半桥电路的终点连接，所述电压采样电路的输出端与所述主控mcu连接。
15.本发明的有益效果是：本发明的自动分拣筒控制器，通过信号放大电路放大主控mcu产生的pwm信号，输出至半桥电路中，对电机进行驱动；电机的转速和方向可以通过调节pwm信号来调节；同时，设置信号反馈电路和电压采样电路对控制信号进行反馈采集，实现闭环控制；提高电机的控制精度，本发明采用模拟电路控制电机，成本低，同时控制精度精确；可以提高分拣滚筒的运转精度。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图：
17.图1为本发明的结构示意图；
18.图2为本发明的主控mcu的电路图；
19.图3为本发明的控制a端的信号放大电路的电路图；
20.图4为本发明的控制b端的信号放大电路的电路图；
21.图5为本发明的控制c端的信号放大电路的电路图；
22.图6为本发明的半桥电路的电路图；
23.图7为本发明的信号反馈电路的电路图；
24.图8为本发明的电压采样电路的电路图；
25.图9为本发明的rs485接口的电路图。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
30.如图1-图9所示：本实施例的自动分拣筒控制器，包括主控mcu、电机控制电路、三路信号反馈电路和电压采样电路；本实施例中所控制的电机为直流无刷电机，具有三个(a、b、c)电机端子；
31.电机控制电路包括3组信号放大电路和3路半桥电路，每组都包括一个高侧输出电路和低侧输出电路，以控制电机转向；每一组信号放大电路对应一路半桥电路，每一路半桥电路对应电机的一个电机端子；
32.信号放大电路包括多个级联的三极管，三极管与主控mcu的引脚连接用于放大引脚输出电平；信号放大电路的输出端与半桥电路连接，半桥电路与电机的端子连接；三桥单路包括两个mos管，分别为mos管qa5和mos管qa8，mos管qa5的源极和mos管qa8的漏极连接，连接点为中点，中点作为输出控制信号，半桥电路原理为现有技术，在此不赘述。
33.具体地，信号放大电路包括三组高侧输出电路和低侧输出电路；
34.以其中一组用于控制电机a端为例：
35.高侧输出电路包括三极管qa2、三极管qa1和三极管qa3，三极管qa2为npn三极管，三极管qa1和三极管qa3为pnp三极管；三极管qa2的基极串接电阻后与所述主控mcu的引脚连接，三极管qa2的集电极与第二电机管的基极连接同时串接电阻后与外部电源连接，三极管qa2分发射极接地；三极管qa1的发射极与外部电源连接，三极管qa1的集电极串接二极管和电阻后作为高侧输出端h0_a与所述半桥电路的其中一个mos管的栅极连接；三极管qa3的基极与三极管qa1的集电极连接，三极管qa3的发射极串接电阻后与连接至高侧输出端h0_a，三极管qa3的集电极连连接至半桥电路的中点a；三极管qa1的发射极通过极性电容与三极管qa3的集电极连接；
36.其原理为，主控mcu的引脚输出pwm信号，当pwm信号处于高电平时，三极管qa2导通，三极管qa2的集电极产生电流信号，从而使得三极管qa1的基极上产生对应的电流信号，三极管qa1导通，电源信号从三极管qa1的发射极流向集电极，高侧输出端输出电源的电平信号至对应的半桥电路的mos管qa5的栅极，从而控制电机的动作；pwm信号的处于低电平时，三极管qa2不导通，三极管qa1同样不导通， 15v直流电源只能流入至极性电容中进行充电，直至下一次pwm信号处于高电平后，电能流向三极管qa1；同时对应的半桥电路的中点a连接至三极管qa3的集电极，当半桥电路的中点电压为负时，三极管qa3通道，将电源信号引入至半桥电路的中点a进行补偿。
37.低侧输出电路包括三极管qa7、三极管qa21和三极管qa6，三极管qa7和三极管qa6为npn三极管，三极管qa21为pnp三极管；三极管qa7的基极外接电源，三极管qa7的发射极串接电阻后与所述主控mcu的引脚连接，三极管qa7的集电极与三极管qa21的基极和电源连接；三极管qa21的发射极外接电源，三极管qa21的集电极串接电阻后作为低侧输出端lo_a与所述半桥电路的另一个mos管的栅极连接；三极管qa6的基极连接至所述主控mcu对应的
引脚上，三极管qa6的集电极串接电阻后连接至低侧输出端lo_a，三极管qa6的发射极接地。
38.其原理为：三极管qa7在 5v直流电源的作用下，一直处于导通状态。当主控mcu对应的引脚处于低电位时，电信号从三极管qa7的集电极流向发射极，使得pnp三极管qa21通道， 15v电源信号从低侧输出端lo_a输出至半桥电路对应的mos管qa8的栅极，对电机的a端输入信号，从而控制其运转；当主控mcu对应的引脚处于高电位时，三极管qa7和三极管qa21不导通；三极管qa6导通，将低侧输出lo_a拉至零电位。
39.信号反馈电路通过运算放大器采集信号放大电路中的电压信号并输出至主控mcu中；具体地，信号反馈电路中的运算放大器的输入端与所述半桥电路的中点连接，运算放大器的输出端与所述主控mcu连接。信号反馈电路采集控制信号，并利用控制信号对pwm信号进行补偿和修正，实现闭环控制。
40.电压采样电路采集电子的端子电压并输出至主控mcu中，电压采样电路的输入端与所述半桥电路的终点连接，所述电压采样电路的输出端与所述主控mcu连接。电压采样电路通过分压采样，同样地，利用采样电压信号对pwm信号进行补偿和修正，实现闭环控制。
41.本实施例中，还包括rs485串口模块，rs485串口包括485收发器，485收发器与所述主控mcu通过uart串口连接；利用rs485串口外接控制设备。
42.综上所述，本发明的自动分拣筒控制器，通过信号放大电路放大主控mcu产生的pwm信号，输出至半桥电路中，对电机进行驱动；电机的转速和方向可以通过调节pwm信号来调节；同时，设置信号反馈电路和电压采样电路对控制信号进行反馈采集，实现闭环控制；提高电机的控制精度，本发明采用模拟电路控制电机，成本低，同时控制精度精确；可以提高分拣滚筒的运转精度。
43.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。